TWI669657B - 具自適性控制之主機、頭戴式顯示裝置、攜帶式裝置、虛擬實境系統及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

一種具自適性控制之虛擬實境系統及其控制方法。虛擬實境系統之控制方法包括以下步驟：以一頭戴式顯示裝置獲得一感測訊號。依據感測訊號，一主機自適性控制傳輸一虛擬實境內容至該頭戴式顯示裝置之程序。

Description

具自適性控制之主機、頭戴式顯示裝置、攜帶式裝 置、虛擬實境系統及其控制方法
本發明是有關於一種虛擬實境系統及其控制方法，且特別是有關於一種具自適性控制之主機、頭戴式顯示裝置、攜帶式裝置、虛擬實境系統及其控制方法。
隨著虛擬實境技術(virtual reality,VR)的發展，各種虛擬實境硬體與軟體不斷推陳出新。虛擬實境技術利用電腦模擬產生三維空間的虛擬世界，提供使用者視覺等感官的模擬，讓使用者感覺仿佛身歷其境。
使用者移動或轉動時，電腦可以立即進行複雜的運算，將精確的三維空間影像傳回，以產生臨場感。虛擬實境技術集成了電腦模擬、感測、顯示、電腦圖形、人工智慧等技術，是目前相當熱門的新興技術。
由於在進行虛擬實境的應用時，可能需要即時傳輸龐大資料或者即時進行複雜運算。倘若資料過於龐大或運算過於複雜時，將嚴重影響延遲時間(latency)，而無法達到即時運作的要求。
或者，在進行虛擬實境的應用時，所傳輸的虛擬實境內容可能不符合使用者當下情況的需求，而使虛擬實境的應用不夠人性化。
本發明係有關於一種主機、頭戴式顯示裝置、攜帶式裝置、虛擬實境系統及其控制方法，其利用感測訊號進行自適性的控制，使得延遲時間能夠有效降低，進而達成即時運作的要求，並且使虛擬實境的應用符合人性化需求。
根據本發明之第一方面，提出一種虛擬實境系統之控制方法。虛擬實境系統之控制方法包括以下步驟：以一頭戴式顯示裝置獲得一感測訊號。依據感測訊號，一主機自適性(adaptive)控制傳輸一虛擬實境內容至該頭戴式顯示裝置之程序。
根據本發明之第二方面，提出一種虛擬實境系統。虛擬實境系統包括一頭戴式顯示裝置及一主機。頭戴式顯示裝置用以獲得一感測訊號。主機依據該感測訊號，自適性(adaptive)控制傳輸一虛擬實境內容至頭戴式顯示裝置之程序。
根據本發明之第三方面，提出一種主機。主機包括一傳輸單元及一處理單元。傳輸單元用以接收來自一頭戴式顯示裝置之一感測訊號。處理單元用以依據感測訊號，自適性(adaptive)控制傳輸一虛擬實境內容至頭戴式顯示裝置之程序。
根據本發明之第四方面，提出一種頭戴式顯示裝置。頭戴式顯示裝置包括一感測單元及一傳輸單元。感測單元用以獲得一感測訊號。傳輸單元用以傳輸感測訊號至主機，以使主機依據感測訊號，自適性(adaptive)控制傳輸一虛擬實境內容至頭戴式顯示裝置之程序。
根據本發明之第五方面，提出一種虛擬實境系統。虛擬實境系統包括一頭戴式顯示裝置、一主機及一攜帶式裝置。頭戴式顯示裝置用以獲得一感測訊號。攜帶式裝置依據感測訊號，自適性(adaptive)控制經由主機傳輸一虛擬實境內容至頭戴式顯示裝置之程序。
根據本發明之第六方面，提出一種攜帶式裝置。攜帶式裝置包括一傳輸單元及一處理單元。傳輸單元用以接收來自一頭戴式顯示裝置之一感測訊號。處理單元用以依據感測訊號，自適性(adaptive)控制經由一主機傳輸一虛擬實境內容至頭戴式顯示裝置之程序。
為了對本發明之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉實施例，並配合所附圖式詳細說明如下：
100、200、300‧‧‧虛擬實境系統
110、210‧‧‧頭戴式顯示裝置
111‧‧‧頭戴式顯示單元
112、213‧‧‧感測單元
113a、113b‧‧‧傳輸單元
120‧‧‧主機
121‧‧‧處理單元
122a、122b‧‧‧傳輸單元
130‧‧‧攜帶式裝置
131‧‧‧處理單元
132‧‧‧傳輸單元
S1、S2‧‧‧感測訊號
S110、S120、S120’、S130、S130’、S140、S140’、S150‧‧‧步驟
VR1‧‧‧虛擬實境內容
第1圖繪示根據本發明之一實施例之虛擬實境系統的方塊圖。
第2圖繪示根據本發明之一實施例之虛擬實境系統之控制方法的流程圖。
第3圖繪示根據本發明之另一實施例之虛擬實境系統之控制方法的流程圖。
第4圖繪示根據本發明另一實施例之虛擬實境系統的方塊圖。
第5圖繪示根據本發明之另一實施例之虛擬實境系統的方塊圖。
第6圖繪示根據本發明之另一實施例之虛擬實境系統之控制方法的流程圖。
第7圖繪示根據本發明之另一實施例之虛擬實境系統之控制方法的流程圖。
請參照第1圖，其繪示根據本發明之一實施例之虛擬實境系統100的方塊圖。就第1圖的示例而言，虛擬實境系統100包括一頭戴式顯示裝置110及一主機120。
頭戴式顯示裝置110例如是一眼罩、或一頭盔。主機120例如是一桌上型電腦、一伺服器、一筆記型電腦、一智慧型手機、一雲端運算中心、一晶片、或一電路板。
頭戴式顯示裝置110包括一頭戴式顯示單元111、一感測單元112、一傳輸單元113a及一傳輸單元113b。主機120包括一處理單元121、一傳輸單元122a及一傳輸單元122b。
頭戴式顯示單元111用以顯示各種內容。感測單元112用以追蹤頭戴式顯示裝置110的位置及方位、或者偵測使用者之生理狀態。感測單元112例如是採用外置追蹤系統(outside-in tracking)的追蹤單元或採用內置追蹤系統(inside-out tracking)的追蹤單元。或者，感測單元112例如是瞳孔攝影機、脈搏量測器、血壓量測器、或體溫感測器。
傳輸單元113a、113b、122a、122b用以進行訊號傳輸之動作。傳輸單元113a、113b、122a、122b例如是一無線傳輸模組或一有線傳輸模組。處理單元121用以進行各種影像處理程序。處理單元121例如是一晶片、一電路板、一電路或儲存數組程式碼之儲存裝置。
在本實施例中，主機120可以根據頭戴式顯示裝置110之感測訊號S1自適性(adaptive)控制傳輸一虛擬實境內容VR1至頭戴式顯示裝置110之程序。
以下搭配流程圖詳細說明上述各項元件之運作。請參照第2圖，其繪示根據本發明之一實施例之虛擬實境系統100之控制方法的流程圖。
在步驟S110中，頭戴式顯示裝置110之感測單元112獲得感測訊號S1。感測訊號S1例如是頭戴式顯示裝置110之一轉動訊號、一移動訊號、或一震動訊號。在一實施例中，感測訊號S1例如是使用者之一生理訊號。
接著，在步驟S120中，頭戴式顯示裝置110之傳輸單元113b傳遞感測訊號S1至主機120。
然後，在步驟S130中，依據感測訊號S1，主機120之處理單元121自適性控制傳輸虛擬實境內容VR1至頭戴式顯示裝置110之程序。在此步驟中，處理單元121係控制虛擬實境內容VR1之品質(例如是一壓縮率、一解析度、一向量複雜度(包含二維向量及三維向量)、一幀率、一影格率、一亮度或一彩度)。
接著，在步驟S140中，主機120執行傳輸虛擬實境內容VR1至頭戴式顯示裝置110之程序。
然後，在步驟S150中，頭戴式顯示裝置110之頭戴式顯示單元111顯示虛擬實境內容VR1的內容。
或者，請參照第3圖，其繪示根據本發明之另一實施例之虛擬實境系統100之控制方法的流程圖。在另一實施例之步驟S130’中，處理單元121停止進行傳輸虛擬實境內容VR1之程序。因此，後續不執行步驟S140及步驟S150。
下表一舉例說明感測訊號S1所代表的狀態，及其對應的控制動作。然而，此些例子僅作為示例性說明，並非用以侷限本發明的範圍。案例1~4可以根據使用者的動作狀態自適性控制虛擬實境內容VR1的傳輸程序(例如提高幀率、降低解析度(以降低資料傳輸率)、降低向量複雜度、或停止傳輸等)。如此一來，能夠有效降低延遲時間(latency)，滿足即時運作的要求。
此外，案例5~9則可根據使用者的生理狀態自適性控制虛擬實境內容VR1的傳輸程序(例如停止傳輸、降低畫面晃動量、降低播放速度、改傳輸輕柔音樂等)，以符合使用者的生理需求。
請參照第4圖，第4圖繪示根據本發明另一實施例之虛擬實境系統200的方塊圖。在本實施例中，頭戴式顯示裝置210包括兩個感測單元112、213，其餘相同之處，不在重複敘述。兩個感測單元112、213分別用以偵測不同的感測訊號S1、S2。主機120之處理單元121會針對不同的感測訊號S1、S2對傳輸虛擬實境內容VR1至頭戴式顯示裝置110之程序進行不同的自適性控制。
請參照第5圖，其繪示根據本發明之另一實施例之虛擬實境系統300的方塊圖。就第5圖的示例而言，虛擬實境系統300包括頭戴式顯示裝置110、主機120及一攜帶式裝置130。
攜帶式裝置130例如是一智慧型手機、一平板電腦、或一筆記型電腦。
攜帶式裝置130包括一處理單元131及一傳輸單元132。傳輸單元132用以進行訊號傳輸之動作。傳輸單元132例如是一無線傳輸模組或一有線傳輸模組。處理單元131用以進行各種影像處理程序。處理單元131例如是一晶片、一電路板、一電路或儲存數組程式碼之儲存裝置。
在本實施例中，攜帶式裝置130可以根據頭戴式顯示裝置110之感測訊號S1自適性(adaptive)控制傳輸虛擬實境內容VR1至頭戴式顯示裝置110之程序。
以下搭配流程圖詳細說明上述各項元件之運作。請參照第6圖，其繪示根據本發明之另一實施例之虛擬實境系統300之控制方法的流程圖。
在步驟S110中，頭戴式顯示裝置110之感測單元112獲得感測訊號S1。感測訊號S1例如是頭戴式顯示裝置110之一轉動訊號、一移動訊號、或一震動訊號。在一實施例中，感測訊號S1例如是使用者之一生理訊號。
接著，在步驟S120中，頭戴式顯示裝置110之傳輸單元113b傳遞感測訊號S1至主機120。
然後，在步驟S120’中，主機120之傳輸單元122b傳遞感測訊號S1至攜帶式裝置130。
接著，在步驟S130中，依據感測訊號S1，攜帶式裝置130之處理單元131自適性控制傳輸虛擬實境內容VR1至頭戴式顯示裝置110之程序。在此步驟中，處理單元131係控制虛擬實境內容VR1之品質(例如是一壓縮率、一解析度、一向量複雜度、一幀率、一影格率、一亮度或一彩度)。
然後，在步驟S140’及步驟S140中，攜帶式裝置130及主機120執行傳輸虛擬實境內容VR1至頭戴式顯示裝置110之程序。
接著，在步驟S150中，頭戴式顯示裝置110之頭戴式顯示單元111顯示虛擬實境內容VR1的內容。
或者，請參照第7圖，其繪示根據本發明之另一實施例之虛擬實境系統300之控制方法的流程圖。在另一實施例之步驟S130’中，處理單元131停止進行傳輸虛擬實境內容VR1之程序。因此，後續不執行步驟S140及步驟S150。
根據上述各種實施例，傳輸虛擬實境內容的程序可以依據感測訊號進行自適性的控制，使得延遲時間能夠有效降低，進而達成即時運作的要求，並且使虛擬實境的應用符合人性化需求。
綜上所述，雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (15)

  1. 一種虛擬實境系統之控制方法，包括：以一頭戴式顯示裝置獲得一感測訊號；以及依據該感測訊號，一主機或一攜帶式裝置自適性(adaptive)控制傳輸一虛擬實境內容至該頭戴式顯示裝置之程序，該感測訊號係為一轉動訊號；其中自適性控制傳輸該虛擬實境內容之程序的步驟係控制該虛擬實境內容之一壓縮率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境系統之控制方法，自適性控制傳輸該虛擬實境內容之程序的步驟係停止傳輸該虛擬實境內容。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境系統之控制方法，其中該感測訊號係為一頭戴式顯示裝置之一轉動訊號、一移動訊號、或一震動訊號。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之虛擬實境系統之控制方法，其中該感測訊號係為一使用者之一生理訊號。
  5. 一種虛擬實境系統，包括：一頭戴式顯示裝置，用以獲得一感測訊號，該感測訊號係為一轉動訊號；以及一主機，依據該感測訊號，自適性(adaptive)控制傳輸一虛擬實境內容至該頭戴式顯示裝置之程序，其中該主機係依據該感測訊號，控制該虛擬實境內容之一壓縮率。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之虛擬實境系統，其中該主機係依據該感測訊號，停止傳輸該虛擬實境內容。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之虛擬實境系統，其中該感測訊號係為該頭戴式顯示裝置之一轉動訊號、一移動訊號、或一震動訊號。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之虛擬實境系統，其中該感測訊號係為一使用者之一生理訊號。
  9. 一種主機，包括：一傳輸單元，用以接收來自一頭戴式顯示裝置之一感測訊號，該感測訊號係為一轉動訊號；以及一處理單元，用以依據該感測訊號，自適性(adaptive)控制傳輸一虛擬實境內容至該頭戴式顯示裝置之程序，其中該處理單元係依據該感測訊號，控制該虛擬實境內容之一壓縮率。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之主機，其中該處理單元依據該感測訊號，停止傳輸該虛擬實境內容。
  11. 一種頭戴式顯示裝置，包括：一感測單元，用以獲得一感測訊號，該感測訊號係為一轉動訊號；以及一傳輸單元，用以傳輸該感測訊號至一主機，以使該主機依據該感測訊號，自適性(adaptive)控制傳輸一虛擬實境內容至該頭戴式顯示裝置之程序，其中該主機係依據該感測訊號，控制該虛擬實境內容之一壓縮率。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之頭戴式顯示裝置，其中該感測訊號係為該頭戴式顯示裝置之一轉動訊號、一移動訊號、或一震動訊號。
  13. 如申請專利範圍第11項所述之頭戴式顯示裝置，其中該感測訊號係為一使用者之一生理訊號。
  14. 一種虛擬實境系統，包括：一頭戴式顯示裝置，用以獲得一感測訊號，該感測訊號係為一轉動訊號；一主機；以及一攜帶式裝置，依據該感測訊號，自適性(adaptive)控制經由該主機傳輸一虛擬實境內容至該頭戴式顯示裝置之程序，其中該攜帶式裝置係依據該感測訊號，控制該虛擬實境內容之一壓縮率。
  15. 一種攜帶式裝置，包括：一傳輸單元，用以接收來自一頭戴式顯示裝置之一感測訊號，該感測訊號係為一轉動訊號；以及一處理單元，用以依據該感測訊號，自適性(adaptive)控制經由一主機傳輸一虛擬實境內容至該頭戴式顯示裝置之程序，其中該處理單元係依據該感測訊號，控制該虛擬實境內容之一壓縮率。
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